这一现象由美国物理学家阿瑟·康普顿在1923年首次发现。
在经典电磁理论中，光子被认为是一种波动现象，其频率和波长在传播过程中保持不变。

然而，康普顿的实验结果表明，在光子与电子的碰撞过程中，动量和能量并不守恒，这与经典理论的预测相矛盾。
为了解释康普顿效应，康普顿借助于爱因斯坦的光子理论，提出了光子与电子发生完全弹性碰撞的模型。

根据这一模型，当光子与电子碰撞时，光子将部分能量传递给电子，使电子获得动能并被弹射出来，而光子本身则失去了一部分能量，导致其波长变长。这一过程满足动量和能量守恒定律。

康普顿通过实验测量了散射光的波长变化与散射角之间的关系，并得出了康普顿散射公式：

康普顿效应的发现证明了光子具有粒子性，这一发现对于物理学的发展具有重要意义。康普顿效应的发现不仅支持了爱因斯坦的光子理论，还为量子力学的发展奠定了基础。

此外，康普顿效应的研究还揭示了物质与辐射相互作用的本质，为后续的物理研究提供了重要的启示。